氧合指数及其临床意义精编版

1、最新资料推荐 氧合指数及其临床意义 呼吸治疗的目标，是使器官组织可以得到足够的氧气， 以便进行氧合作用获得能源。但由于细胞内的氧合状况无法 直接侦测，所以临床上使用许多氧合指数来反映身体的氧合 状况，这些指数的意义及应用，是医护人员该有的认知。大 气中的氧气从呼吸道进入肺泡，经由扩散作用至肺微血管， 与血色素结合后借着以心脏为动力的动脉血流送至微血管 供组织细胞使用，产生的二氧化碳及剩下的氧气再经由静脉 血回流到肺微血管而完成呼吸循环。在整个过程中，代表氧 合的各项指标可大别为四类：1)氧气力及相关指数2)氧 气含量及相关指数3)氧气饱和度及相关指数4)局部组织 氧合指数。 一. 氧气压力及相

2、关指数 1. PaO2:动脉氧气压力(Arterial oxygen tension ) 2. FIO2:吸入氧气分率(Inspired oxygen fraction ) 3. PIO2:吸入氧气压力(Inspired oxygen tension ) = (PB- PH2O) x FIO2 4. PAO2 肺泡氧气压力(Alveolar oxygen tension ) = PIO2- (PaCO2/R) 在早期，病患缺氧与否， 往往只能从一般的生理反应 (如 血压、心跳、呼吸及意识变化)与皮肤颜色来判断，但若病 患出现发绀现象时，通常表示动脉血已高度缺氧，且在肤色 过深或重度贫血的病患不

3、易辨别(1)。一直到 1950 年代 Dr. Clark 研发出测量氧气分压的电极棒后， 才开启了氧合评估的 新页。利用血液气体分析仪(blood gas analyzer),从早期 的电子化学技术发展到最近的荧光极棒 (fluorescent optode )， PaO2 的测定也由体外单次演进到体内连续侦测 (3)。至于气 体的FI02可以用氧气浓度分析仪(oxygen analyzer)测出。 若在一大气压力下， 代入大气压力 ( PB, barometric pressure) 760 毫米汞柱，水气压力( PH2O, vapor pressure) 47 毫米汞 柱，即可求得PI02

4、。加上由血液气体分析仪所测得的动脉二 氧化碳压力( PaCO2, arterial carbon dioxide tension )及由间 接热量测量器( indirect calorimetry )得到的呼吸商数( R, respiratory quotient )或一般代以 0.8，便可算出 PAO2(13)。 5. PaO2/FIO2:氧合指数(Oxygenation index) 6. P(A-a)O2:肺泡-动脉氧气压力差(Alveolar-arterial oxygen tension gradient ) = PAO2- PaO2 7. PaO2/PAO2:动脉-肺泡氧气分率(A

5、rterial -alveolar oxygen fraction) 8. P(A-a)O2/PaO2:呼吸指数(Respiratory index) PaO2/FIO2于1974年由Dr. Horovitz提出，因为计算容易， 且与肺内分流( Qsp/Qt )的相关性不错，所以临床应用甚广 (4)。P(A-a)O2因加入了吸入氧气分率及动脉二氧化碳压力两 指数，所以可以分辨出因通气量过低导至二氧化碳累积而造 成的氧合不良，但影响 P(A-a)O2 的因素很多，包括吸入氧气 分率、通气血流灌注比不配合、肺内分流及右向左的心内分 流，其中肺内分流又随着各种肺疾状况、病患年龄及不同的 体位而改变，

6、 此外 P(A-a)O2 也受混合静脉氧气含量的相关因 素影响，如组织氧气消耗量、心搏出量及血红素量，一般而 言 P(A-a)O2 对呼吸常态空气的病患有无氧合障碍相当敏感， 但由于它与肺内分流间的相关性不佳且受太多非肺因素影 响 ， 所 以 在 重 症 病 患 并 不 实 用 (5) 。 PaO2/PAO2 及 P(A-a)O2/PaO2 分别由 Dr. Gilbert 与 Dr. Goldfarb 提出。若与 肺内 分 流作 相 关性 分 析， 在 PaO2/FIO2、 PaO2/PAO2 与 P(A-a)O2/PaO2 三者较近似( r=0.720.74 )， P(A-a)O2 则稍差

7、(r=0.62)(6,7)。 二. 氧气含量及相关指数 1. CaO2:动脉氧气含量(Arterial oxygen content ) = (Hb x SaO2 x 1.34) + (PaO2 x 0.0031) 2. CvO2:混合静脉氧气含量( Mixed venous oxygen content ) = (Hb x SvO2 x 1.34) + (PvO2 x 0.0031) 3. CcO2:肺微血管氧气含量( Pulmonary capillary oxygen content) = (Hb x 1.34) + (PAO2 x 0.0031) 4. Qsp/Qt ：肺内分流( In

8、trapulmonary shunt ) =(CcO2- CaO2)/(CcO2- CvO2) 有了血红素值( Hb, hemoglobin )、动脉氧血红素饱和 度及动脉氧气压力即可求得CaO2。混合静脉血指的是将上腔 静脉、下腔静脉及冠状静脉血充份混合后的血液，可由肺动 脉导管( pulmonary artery catheter )在右心室或肺动脉内取 得以推算出CvO2。至于CcO2的计算是以肺微血管血红素氧 气饱和度为 100%的假设下，以肺泡氧气压力代替肺微血管 氧气压力。利用 CaO2、CvO2及CcO2便可求得 Qsp/Qt，此 指数包含两部份，分别是流经肺部时得到充份氧合及没

9、有得 到氧合的血流量比，代表着中央静脉及全身动脉循环间的静 脉混合( venous admixture )。 Qsp/Qt 被视为临床评估肺部氧 合功能的标准，它不会受氧气消耗量、血红素量或混合静脉 氧血红素饱和度等因素所影响 (1,2)。 5. DO2:氧气输出量(Oxygen delivery) = CaO2 x C.O. = CaO2 x C.I. x 10 6. C(a-v)O2 :动脉-静脉氧气含量差(Arterial -venous oxygen content difference ) = CaO2- CvO2 7. VO2:氧气消耗量(Oxygen consumption) a

10、.= C(a-v)O2 x C.I. x 10 b.= (1-FEO2-FECO2) x FIO2/(1-FIO2) - FEO2 x VE 8.0UC:氧气使用分率(Oxygen utilization coefficient ) = VO2/DO2 = S(a-v)O2/SaO2 心搏出量(C.O., cardiac output)一般经肺动脉导管由温 度稀释法( thermodilution method )测得，若再除以体表面 积(body surface area),便是心搏出指数 (C., cardiac index)。 足够的 DO2 是加护医疗的重要目标， 其中包含氧气指数、

11、血 红素量及心脏功能，缺一不可。 C(a-v)O2 表示组织摄取氧气 量的多寡，若值过大常反映着心搏出量不敷所需。7a公式由 Fick方程式演变而来，其中的心搏出量测定受多项因素影响， 如冰水注入技巧、血红素量、动脉氧血红素饱和度、混合静 脉氧血红素饱和度、动脉氧气压力、混合静脉氧气压力等， 由此得到的VO2比使用间接热量测量器所得到的VO2值较低， 其间差异即是肺部本身的耗氧量，若有肺部感染存在，影响 可高达 15%。 7b 公式乃使用间接热量测量器测得，FEO2、 FECO2及 VE分别代表吐出氧气分率 (expired oxygen fraction )、 吐出二氧化碳分率( expir

12、ed carbon dioxide fraction )及每分 钟吐出通气量 (expired minute ventilation )。在开放型间接热 量测量器，为使误差减少，需确定吸入氧气分率要稳定、管 路系统不可漏气及吸吐气要完全分离；若使用封闭型间接热 量测量器，则吸入氧气分率可以不定，但气漏、压缩容积及 驱动力增加等因素仍会影响数据。正常状况下，约仅25%的 输出氧量被消耗掉，若氧气消耗量增加或氧气输出量减少， 则 OUC 值上升 (2,8)。 三. 氧气饱和度及相关指数 1.SaO2： 动 脉 氧 血 红 素 饱 和 度 ( Arterial oxyhemoglobin satur

13、ation ) 2.SpO2:脉动氧血红素饱和度( Oxyhemoglobin saturation by pulse oximetry) 3. FO2Hb:氧血红素饱和分率(Fractional hemoglobin oxygen saturation ) = O2Hb/(O2Hb + HHb + metHb + COHb) 在血液气体分析仪得到动脉氧气压力的同时，利用氧血 红素解离曲线或内定相关公式，即可得到SaO2。 SpO2 是由 脉动测氧器 (pulse oximetry) 所测得，此类仪器约在 1980 年代 问世，因具有非侵袭性及连续监测的优点，现几乎已成重症 照护的必要配备 (

14、9)。它的原理是利用波长660nm 及 940nm 两光条通过一脉动的血管床后，因通透性的差异进而反映出 血红素及氧血红素(O2Hb)间的量差，最后转成氧血红素饱 和度显现。影响SpO2的因素很多，如侦测位置血流量不足、 外来光线过强、不正常血红素过多、肤色差异、重度贫血、 侦测部位经常移动或不正常脉动等，由于 SpO2 仅反应血红 素及氧血红素间的关系，因此被称为功能性饱和度 (functional saturation )(10)。由一氧化碳测氧器 ( CO-oximetry ) 所测得的F02Hb因为涵盖了氧血红素、脱氧血红素(HHb)、 变性血红素(metHb )及一氧化碳血红素(CO

15、Hb)等多项血 红素的数值，所以被称为分率性饱和度 ( fractional saturation )， 也是目前视为侦测氧血红素量的标准方法(1,11)。 4.SvO2 ： 混 合 静 脉 氧 血 红 素 饱 和 度 ( Mixed venous oxyhemoglobin saturation ) = 1 - VO2/DO2 5.S(a-v)O2 ：动脉 -静脉氧血红素饱和度差(Arterial -venous oxygen saturation difference ) = SaO2- SvO2 6.VQI:通气-血流灌注指数(Ventilation -perfusion index)

16、= (1-SaO2)/(1-SvO2) 7.0EI:氧气萃取指数(Oxygen extraction index) = (SpO2- SvO2)/SpO2 单一次的 SvO2 测定可将经由肺动脉导管所抽得的混合 静脉血打入血液气体分析仪或一氧化碳测氧器即可测得。至 于具有连续监测 SvO2功能的静脉测氧器(venous oximetry) 也已于 1980 年代早期被研发使用，由光源、光感应器及微 650nm 至 处理器等组合，置于肺动脉导管前端，将波长 1000nm 的光线射出，碰到红血球后反折的光量经过感应计 算后，即可得到SvO2,有研究报告指出 SvO2与氧气使用分 率间的相关性甚佳(

17、r=0.96),影响SvO2测定的因素包括温 度、酸碱值、血流速度、 血球容积计及导管末端堵塞与否(12)。 同时并用脉动测氧器及静脉测氧器 (或合称双重测氧器， dual oximetry )即可得到Sv)O2、VQI及OEI三项具连续监测功 能的指数， S(a-v)O2 可代表动脉 -静脉氧气含量差， VQI 与肺 内分流间的相关性尚可(r=0.78)，而OEI与氧气使用分率间 的相关性 r=0.60(13,14) 。 四. 局部组织氧合指数 1. PtcO2 :经皮氧气压力(Transcutaneous P02) 在 1970 年代中期被开发应用，方法是将 Clark 电极直接 置于皮肤

18、表面，在加热至约摄氏 44 度后，因表皮的特性改 变使得组织间的微血管动脉化，当氧气扩散出来后被侦测到 的压力即是PtcO2。影响PtcO2的因素除了动脉血的氧含量 外，还有皮下血管丛的血流量，一般新生儿的PtcO2与动脉 氧气压力的相关性还不错，但在成人则较差。因为有电极片 需经常更换测定位置及可能造成皮肤灼伤的危险， PtcO2 已 渐被脉动氧血红素饱和度所取代 (2,15)。 2. PtcO2/PaO2 :经皮氧气压力指数(PtcO2 index) 在正常新生儿，此数值约 1.0，但随着年龄增加而降低，成 人约 0.70.8。若低于正常值，则表示皮下组织氧合不良。 3. PscO2:皮下氧气压力(Subcutaneous P02) 将一细硅管植入皮下组织，内含一 Clark 电极组成硅管 压力测量器( silas